中恩工程技术有限公司 广东广州 510700
摘要:在社会经济持续发展的大背景下,我国基础设施建设行业得到了极快的发展,道路桥梁工程建设规模不断扩大,为推动交通运输业发展、满足人民生活与社会生产需求作出了重要贡献。同时,社会对于道路桥梁工程的建设质量也给予了更高的关注,而要想打造出质量过硬的道路桥梁工程,首先就要保证道路桥梁设计这一基础性工作的科学性。与其他工程相比,道路桥梁工程体量较大、质量要求更高、结构更加复杂,如何把握好结构化设计中的重点内容、保证设计的合理性,是每一位设计人员必须思考与探索的关键问题。基于此,本文先对桥梁设计基本原则进行概述,然后探究了结构化设计在道路桥梁设计中应用的必要性,接着分析了结构化设计在道路桥梁设计中的具体应用要点,最后提出结构化设计应用中应当注意的内容,以供相关的工作人参考借鉴。
关键词:结构化设计;道路桥梁设计;应用
1桥梁设计基本原则
1.1科学性原则
桥梁设计时,应做好结构配置,为之后的设计工作奠定良好基础。在不对桥梁结构造成不利影响的基础上,对结构具体位置进行适当调整,以此使桥梁的内部结构达到最优,减少或避免问题的产生,保证桥梁结构的科学性与可靠性。
1.2简约化和整体化原则
桥梁设计应尽量做到简单可行,对此,可通过对设计路径的有效简化,保证结构强度,减少材料等的投入,从而降低成本。在对桥梁设计进行优化的过程中,应最大限度利用其各项优势,充分体现出整体性的设计原则。基于此,对处在特殊路段的桥梁,应对其设计与施工过程引起足够重视,以此有效保证桥梁结构的稳定性。从桥梁整体角度出发,通过合理的设计增加桥梁结构承受性能。
1.3综合性和连续性原则
采用结构化方法对桥梁进行设计时,需要以桥梁结构和材料为依据进行充分考虑。对不同类型的材料实施对比和分析,以此使工程实际使用的材料具有良好的科学性与合理性。对形状与受力情况不同的桥梁,应做到重点分析,确保桥梁结构合理性,保证最终的设计效果达到预期目标。目前,公路上的交通量不断增加,使桥梁所承担的实际载荷也不断增加。在此情况下,为有效保证桥梁工程的整体性与稳定性,当采用结构化方法进行桥梁设计时,必须以实际要求为依据使桥梁具有良好的连续性,并能实现一体化。
2结构化设计在道路桥梁设计中应用的必要性
在过去的道路桥梁建设模式中,设计流程的起始环节是完成初始方案的设定,这一过程的主要参考依据是以往的建设经验,涵盖了材料选用、总体布置、工艺流程、结构尺寸等多种要素,在初始方案设计完成后,通过结构分析与力学分析,对设计方案的可行性进行检验,并视情况进行相应的调整与纠正。可以看出,这一设计模式虽然可以对方案的可行性与安全性进行检验,但这种检验相对基础,没有涉及到最优环节,而随着社会经济的持续发展,道路桥梁建设的标准不断提高,设计需求也更加复杂,这种传统的设计模式显然无法满足道路桥梁工程设计的现实需要。
作为一种科学的设计方法,结构化设计近年来在道路桥梁设计中逐渐占据了主流,结构化设计起源于自顶向下细化、模块化与结构化等程序设计技术,是在道路桥梁的建设实践中不断形成发展的。从本质上来说,结构化设计就是将整体性设计,按照单一功能、相互独立的原则进行模块结构划分的过程,详细设计与概要设计是结构化设计的主要表现形式。这一设计模式在道桥设计中的广泛应用,大大提高了设计方案的安全性与可行性,而且也使得最优设计成为可能。
3结构化设计在道路桥梁设计中的具体应用要点
3.1防水设计
防水设计是道路桥梁设计中的重要组成部分,如果防水设计存在漏洞,必然会使得道路桥梁工程在投入使用之后出现路面渗漏水情况,一方面会破坏工程的稳定性,且需要投入额外的维护成本,造成资源的不必要浪费,另一方面,路面渗漏水也会增加往来车辆的安全风险,对人民群众的生命财产安全造成威胁。
在结构化设计中,防水设计要重点把握两个环节:
其一,要优化防水层设计。通常情况下,道路桥梁工程桥面上会设计有防水层,这一防水层的主要功效在于隔离道桥使用过程中自然降水、行车泼洒等情况产生的水,避免其对工程内部结构造成破坏。因此在防水层设计中应当严格控制材料的质量,要优先选择密实度高的混凝土材料作为主材料,增强防水功能,同时考虑到混凝土在复杂环境中容易出现的开裂状况,可以适当地进行配套钢筋网的设计;也可以通过掺入水泥基结晶材料等达到提升防水层防渗效果的目的。在防水层设计完成之后,可以通过一些标准判断其是否符合防水要求,如路面粘结情况、结构整体的抗拉程度等。
其二,在防水设计中还要做好泄水管道与安装环节的设计,尤其是要考虑到泄水管道的细节部分,避免这些部分出现疏漏而造成的渗水状况的发生。
3.2混凝土设计
结构化设计应用于道路桥梁的混凝土设计时,应当把握如下要点:
其一,要满足混凝土的耐久性需求。耐久性是选取混凝土作为桥梁结构主体材料的重要原因,混凝土耐久性的高低对道路桥梁工程的使用寿命具有决定性的影响。根据资料可以发现,近年来一些道路桥梁质量隐患问题,很大程度上是由于在混凝土设计过程中对耐久性考量不当造成的。优化混凝土的耐久性设计,关键在于对水灰比、水泥用量、强度级别等进行科学测算与精确配置。
其二,要加强构造配筋。无论混凝土材料应用于何种工程建设,裂缝问题均是一个绕不开的问题,这也是由混凝土本身的性质特点决定的。裂缝问题的出现,可能会使得外来杂质尤其是污水渗入道路桥梁结构中,既会加大裂缝的破裂程度,也会对内部结构进行侵蚀。因此在混凝土设计中应当通过加强构造配筋,提高混凝土结构的抗裂性能,最大程度降低裂缝问题出现的概率。
其三,要合理配置防腐材料。近年来,随着基础设施工程建设规模的持续扩大,相关材料市场也呈现出繁荣的发展趋势,在进行道路桥梁工程结构化设计时,设计人员要从长远使用的视角出发,对一些重点局部位置如钢筋混凝土负弯矩区配备防腐材料设计,增强其耐久性。
4结构化设计应用中应当注意的内容
道路桥梁结构化设计的过程中,应当合理选择桥梁的整体结构,重视更加简便化和实用性的结构配置,使其充分体现到道路桥梁结构设计中,并对整体结构进行进一步的优化,从而能够有效地降低道路桥梁结构的整体重量,提高道路桥梁结构的设计质量。目前,道路桥梁结构设计中会使用到丰富的原材料,同时具有较大的承载要求,因此应当选择重量更轻的复合整体性结构。除此之外,随着我国道路桥梁工程的规模以及数量不断扩大,相关方面重视对道路桥梁的设计,施工中难度也有所提升。要保证道路桥梁整体结构的连续性,就需要采取结构化设计,有效地保证桥梁的设计效果符合交通方面的需求,提高结构化设计的稳定性以及使用的安全性,另外还能够有效地优化桥梁的结构,并帮助相关部门节省桥梁建设中所使用的材料。除此之外,还要重视桥梁材料和整体结构之间的整合,对材料进行分类,如果结构的受力比较大,就应当思考更合适的材料和形状,充分体现出力的作用。还要对不同的设计方案进行对比和分析,从中选择最优的设计方案。
5结束语
设计人员要把握结构化设计的要点,充分考虑道路桥梁工程的实际情况,保证结构设计方案的可行性、安全性与可靠性,为保障道路桥梁工程的基本质量、使得其充分发挥服务于经济社会的功能打下坚实的基础。
参考文献:
[1]李超.结构化设计在道路桥梁设计中的运用解析J].建筑技术开发,2019,46(19);28-29,
[2]张德志.结构化设计在道路桥梁设计中的运用初探[印,居舍,2019(28):106.